光纖線路保護—確保無中斷通信

                                               光迅科技

1．概述及無阻斷通信的必要性

隨著密集波分復用技術(shù)和高速數(shù)字交換技術(shù)的應用，使得越來越多的信息業(yè)務集中到較少的節(jié)點和線路上，對這些線路所在的光網(wǎng)絡可靠性提出了越來越高的要求。據(jù)統(tǒng)計每年我國發(fā)生超過2000次的光纜阻斷，造成超過10億元的巨大直接通信損失和對國民經(jīng)濟各行業(yè)不可估量的重大損失。因此，網(wǎng)絡生存能力成為影響網(wǎng)絡設計與構(gòu)建的重要因素，而光路層的保護與恢復對于整個網(wǎng)絡的生存能力有著重大的影響。對構(gòu)建光網(wǎng)絡生存能力具有非常重大的意義。

2．光路自動切換保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、指標，光路圖

當前各電信運營商采用的光網(wǎng)絡保護方式主要有以下幾種：1.SDH自愈環(huán)保護，2.光路分流保護，3.人工調(diào)度保護，4.光路自動切換保護技術(shù)。采用光路傳輸分流和人工調(diào)度預案保護方式是效率較低的,已無法滿足無阻斷通信服務質(zhì)量的要求。SDH傳輸設備制式和地理i環(huán)境的因素限制使得SDH自愈環(huán)保護方式的應用有限，保護機制復雜，并且干線SDH自愈保護功能無法實現(xiàn)。光路自動切換保護是對光傳輸層的保護，且控制的機制只針對光纖路由，與傳輸設備關(guān)系較小，不存在兼容問題，容易組成光路保護網(wǎng)絡，目前國內(nèi)已有一些光層保護有著上層業(yè)務保護不可比擬的優(yōu)點。如光層恢復可靠性高、光層恢復速度快、光層恢復成本低，同時可以對不同業(yè)務提供保護。接入干線傳輸系統(tǒng)時幾乎不會影響傳輸特性。
 

                     圖1:1方式保護的原理框圖

光纖線路保護技術(shù)主要有兩種基本的保護方案：雙發(fā)選收保護方案（即1+1保護）和選發(fā)選收保護方案（即1:1保護）。1+1保護和1:1保護通過光功率檢測實現(xiàn)線路的快速保護,自動切換恢復時間按ITU-TG.783和ITU-TG.841標準，小于50ms。

1:1型光線路保護設備可以應用在點對點簡單線路和主備線路存在電中繼和EDFA等復雜線路中，一對設備引入的插入損耗為2.6dB，切換時間小于30ms,設備對傳輸信號獨立透明，并且可以實現(xiàn)自動恢復功能。

3．浙江傳輸光纖線路保護技術(shù)的應用：組網(wǎng)、功能

為了滿足浙江電信對線路通信保障、干線傳輸電路可用率指標的要求。

浙江電信的光保護工程采用OLP系列光線路自動切換保護器，利用這些設備和冗余光纜線路，選擇杭福貴成光纜、滬金南穗光纜、南沿海光纜、寧杭光纜等11個中繼段中相適應的省網(wǎng)系統(tǒng)，構(gòu)建光纖光纜保護網(wǎng)絡，實行1:1方式的物理保護，采用DCN網(wǎng)絡進行監(jiān)控管理。系統(tǒng)可以實現(xiàn)如下功能：
a)自動切換功能：主用路由光纖阻斷，自動切換至備用路由，保證通信業(yè)務無阻斷；還可根據(jù)具體線路情況及需要設置成可恢復模式的自動返回功能：即當主用路由線路恢復正常時自動切換恢復至主用路由線路的功能。
b)檢修調(diào)度功能：在主用路由光纖正常的情況下，可由網(wǎng)管或設備面板發(fā)出指令調(diào)度切換工作路由，保證通信業(yè)務無中斷；
c)主備纖插損監(jiān)測功能：可實時監(jiān)測主用和備用路由的線路插損狀況，并根據(jù)設定的告警門限給出告警提示。
d)掉電、上電保持功能：切換盤掉電或上電，不影響工作線路狀態(tài)，保證系統(tǒng)正常工作；并具備熱插拔功能。

工程采用的光纖線路保護設備OLP每一對的介入損耗為小于3.0dB,倒換保護時間小于30.0ms。被保護的11個中繼段以及相應的備用線路如表1所示，采用11套線路保護設備，其中4U規(guī)格機架1臺，機架上安裝有4個光纖線路切換單元盤，1U規(guī)格設備18臺，其中2臺作為本次項目的備品。各站點安裝設備以及工程示意圖如圖1所示。
 

                                     表1 被保護中繼段明細表

網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示，杭州站是整個網(wǎng)絡的中心站點，在此站點配置4U插盤式線路保護裝置。4U機架上插入4個單元盤。單元盤與機房中的光端機相連接，接入到通信線路中。嘉興站、臨平站、紹興站、余姚站各配置2臺1U機架式線路保護裝置；湖州、海鹽、富陽、寧波、諸暨、義烏、金華、麗水站分別配置1U機架式的OLP裝置。

網(wǎng)絡監(jiān)控中心設在杭州，分別根據(jù)站點實際情況對以上各站點OLP設備進行設置和調(diào)試（閾值設定和網(wǎng)絡參數(shù)設置等）。本試驗網(wǎng)絡中的任意一對節(jié)點之間利用主用光纜和備用光纜將配對的OLP設備連接起來，節(jié)點處的光端機和OLP設備間用相應的光纖跳線連接起來。光保護系統(tǒng)的自動切換是靠光功率監(jiān)測引導并在設備層上完成。
 

                          圖1 工程示意圖


                                         圖2 網(wǎng)管界面截圖

網(wǎng)管系統(tǒng)的功能主要是維護管理和主動切換調(diào)度。
1)設備管理：實現(xiàn)對切換設備進行分類、配置、控制。
2)實時監(jiān)控：實現(xiàn)對切換設備的單盤光功率和路由線路狀況的實時監(jiān)控。
3)告警管理：實時對切換設備的告警收集、報警、確認。
4)性能管理：可按用戶設定的時間間隔收集設備運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并可查詢歷史數(shù)據(jù)。
5)安全管理：用戶及其權(quán)限管理
6)日志管理：記錄系統(tǒng)事件
7)拓撲顯示：實現(xiàn)設備分布及狀態(tài)的拓撲顯示

4．光路自動切換保護系統(tǒng)在WDM系統(tǒng)和SDH保護

骨干網(wǎng)作為綜合業(yè)務的公用光傳輸/傳送平臺，由于各種業(yè)務自身所具有的保護能力千差萬別因此需要能夠提供可靠的、靈活的光層保護能力。利用ＤＷＤＭ的光域保護機制，可以方便地為包括SDH信號在內(nèi)多種信號協(xié)議提供物理層的保護，提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)通道的能力。 光路自動切換保護系統(tǒng)業(yè)可以實現(xiàn)ＤＷＤＭ系統(tǒng)的保護，實現(xiàn)備用路由保護的方案可靠性高，主要應付光纖切斷等特殊情況，只要具備條件實施起來方便。通過應用，在冗余通道滿足的情況下，目前這是對易發(fā)生阻斷的干線（不論是線路和設備），實行自愈保護的一種好方法。

實際線路中一般情況下主用路由和備用路由會存在距離差異較大的問題，對于高速通信系統(tǒng)和DWDM系統(tǒng)存在主備路由衰耗和色散的差異。需要考慮采用EDFA和DCM，同時兼顧OSC監(jiān)控信道的處理。

5．光自動切換保護系統(tǒng)價值體現(xiàn)：收益，節(jié)約投資等

光自動切換保護系統(tǒng)是針對線路故障而設計的，完全獨立于SDH系統(tǒng)和DWDM系統(tǒng)的網(wǎng)元設備，在結(jié)合備用光纖路由的情況下，可以組建切換保護網(wǎng)絡。通過實踐證明光自動切換保護快速可靠、安全靈活、業(yè)務恢復能力強。項目實施后可以有效解決光纜線路維護難的問題，達到預期目標：
1)降低線路阻斷導致業(yè)務中斷事故出現(xiàn)的概率；
2)降低線纜維護費用；
3)提高故障發(fā)現(xiàn)和修復速度，無需中斷業(yè)務信號的傳輸；
4)靈活調(diào)度路由，方便線路割接和檢修；
5)有助于提高線路維護績效